JP2003515258A - 能動−受動フロースイッチフェイルオーバ技術 - Google Patents

能動−受動フロースイッチフェイルオーバ技術

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JP2003515258A JP2001517734A JP2001517734A JP2003515258A JP 2003515258 A JP2003515258 A JP 2003515258A JP 2001517734 A JP2001517734 A JP 2001517734A JP 2001517734 A JP2001517734 A JP 2001517734A JP 2003515258 A JP2003515258 A JP 2003515258A
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Abstract

(57)【要約】 2つのスイッチ(100および110)およびYケーブル(125、130、135)を使用して、装置(155、160、165、170)に接続されるネットワーク。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】 【発明の分野】
この発明は、概してコンピュータネットワークに関し、特にネットワークスイ
ッチまたはルータにおけるフェイルオーバまたは冗長性に関する。
【0002】
【関連分野】
ネットワーク装置間で情報パケットのスイッチングまたはルーティングに用い
られる機器等のネットワーク機器が、連続した時間期間に動作状態のままである
ことがしばしば望ましい。ネットワーク機器の故障は、不都合であると共に費用
が嵩む場合がある。機器故障の影響を最小に抑えるために、能動−受動動作が時
に使用されることがある。フェイルオーバまたは冗長性と呼ばれることもある能
動−受動動作では、2つのコンポーネントがオーバーラッピング性能を有する。
能動コンポーネントが特定のタスクを実行するが、能動コンポーネントが故障し
た場合には、受動コンポーネントがそのタスクの性能を引き継ぐ。
【0003】 能動−受動動作の一用途は、ネットワーキング機器においてである。より具体
的に、2つのスイッチは、ネットワーク装置間でパケットのルーティング専用と
することができる。1つのスイッチは能動であるように構成され、1つのスイッ
チは受動であるように構成される。能動−受動動作を提供する従来技術による技
法では、能動ユニットおよび受動ユニットに接続された信号線を物理的にスイッ
チングする必要がある。しかし、この方式は、いくつかの欠点を呈する。第1に
、各ネットワークポートでは、最小で4本の信号線を能動ユニットから受動ユニ
ットにスイッチングする必要がある。したがって、多数の回線を物理的にスイッ
チングする必要がある。第2に、信号レベルが非常に低く(数十〜数千ミリボル
トの範囲で)、非常に高周波である(数百メガヘルツ)ため、スイッチングには
、電気機械的な中継器を使用する必要がある。第3に、電気機械的な中継器は嵩
張り、高価であり、故障率が高い傾向があり、受動装置またはシリコン集積回路
ほど信頼性がない。第4に、1つのユニットから別のユニットに中継をスイッチ
ングする制御信号は、1つの障害発生点を導入する。すなわち、制御信号が故障
した場合、受動ユニットおよび能動ユニット自体が動作可能なままであっても、
能動−受動の組み合わせ全体が動作不能になりうる。最後に、中継器には電源が
必要であり、これにより、さらに別の考えられる障害発生点を構成に導入する。
【0004】 したがって、能動−受動構成を利用して、電気機械的な中継器に頼ることなく
冗長性を提供するネットワークフロースイッチングシステムが必要である。
【0005】
【発明の概要】
本発明によるネットワークフロースイッチングシステムは、2つのフロースイ
ッチを備え、第1のフロースイッチは能動であり、第2のフロースイッチは受動
である。複数本のYケーブルが、電気機械的な中継器の代わりに使用される。各
Yケーブルは、第1のスイッチと、第2のスイッチと、ネットワークにおけるサ
ーバまたはルータの一方と、に接続される。第1のフロースイッチおよび第2の
フロースイッチは、Yケーブルを通して複数のサーバと複数のルータの間でパケ
ットをルーティングする。第1のフロースイッチは、動作可能である間、その能
動状態を維持し、すべてのルーティングを実行し、第2のフロースイッチが、そ
の受動状態を維持する。第1のフロースイッチが動作不可能になるとき、第2の
フロースイッチが能動になり、すべてのルーティングを実行する。
【0006】 [発明の詳細な説明] 本発明によるネットワークフロースイッチングシステムでは、ネットワークフ
ロースイッチの単一障害発生点が、能動−受動故障動作モードを実施することに
よってなくなる。本発明の能動−受動フェイルオーバモードでは、2つのネット
ワークフロースイッチが構成される。図1は、ネットワークフロースイッチング
システム100の構成を示す。ネットワークフロースイッチ105および110
が示される。実施形態によっては、フロースイッチ105および110が略同一
であるものもあるが、フロースイッチ105および110が同一ではない他の実
施形態も可能である。まず、ネットワークフロースイッチ105が、能動状態に
構成され、フロースイッチ110が受動状態に構成される。双方のフロースイッ
チは、複数のイーサネット(登録商標)ポートを備える。
【0007】 フェイルオーバリンク115が、フロースイッチ105をフロースイッチ11
0に接続する。単一障害発生点をいずれも除去するため、バックアップフェイル
オーバリンク120もまた、フロースイッチ105をフロースイッチ110に接
続する。本実施形態では、フェイルオーバリンク115は、フロースイッチ10
5のイーサネットポートをフロースイッチ110のイーサネットポートに接続し
、バックアップフェイルオーバリンク120が、フロースイッチ105のシリア
ルポートをフロースイッチ110のシリアルポートに接続する。バックアップフ
ェイルオーバリンク115は、(交差)シリアルケーブルを介して、能動フロー
スイッチおよび受動フロースイッチのシリアルポートを接続する。制御線RTS
(送受信信号)、CTS(送信制御信号)、DTR(データ端末準備完了)、D
CD(データ搬送波検出)が、フロースイッチ105および110の動作状態を
伝達するために使用される。ユーザは、フロースイッチ105および110の接
続に使用する任意のイーサネットポートおよびシリアルポート、すなわちフェイ
ルオーバリンク115またはバックアップフェイルオーバリンク120を選択す
ることができる。フェイルオーバリンク115およびバックアップフェイルオー
バリンク120は、ユーザトラヒックを全く搬送しない。
【0008】 第1の複数本のYケーブル125〜140が、フロースイッチ105および1
10に接続される。各Yケーブル125〜140は、フロースイッチ105およ
び110の双方に接続される。各Yケーブルはさらに、複数のサーバ155〜1
70のうちの1つにも接続される。第2の複数本のYケーブル145および15
0もまた、フロースイッチ105および110に取り付けられる。各Yケーブル
145および150は、フロースイッチ105および110の双方に接続される
。各Yケーブル145および150はさらに、複数のルータ175および180
の一方にも接続される。ルータ175および180は、次に、ネットワーク18
5に接続され、ネットワーク185に、またネットワーク185からパケットを
送出する。
【0009】 任意の数のネットワークコンポーネントを1つのネットワークシステムに構成
しうることが認識される。たとえば、図1に示す実施形態は、2つのネットワー
クフロースイッチ105および110、4つのサーバ155〜170、および2
つのルータ175および180を示すが、異なる数のフロースイッチ、サーバ、
およびルータを備えた他の実施形態も可能である。
【0010】 フロースイッチ110(現在受動)は、絶えずフロースイッチ105(現在能
動)の状態を監視する。フロースイッチ110がフロースイッチ105の故障を
検出すると、フロースイッチ110が能動になり、パケットを送出し始める。フ
ロースイッチ105による故障とフロースイッチ110の起動の間の最小時間量
は、10秒未満である。
【0011】 Yケーブル125〜150の使用により、フロースイッチ110が、ネットワ
ーキングシステム構成を何等物理的に変更することなく、サーバ155〜170
とルータ175および180の間でのパケットのルーティングを開始することが
可能になる。したがって、Yケーブル125〜150は、ネットワークトラヒッ
クの途絶が最小であるように保証する。
【0012】 本発明での使用に適したネットワークフロースイッチは、全体的に本明細書に
参照により援用される、Sajit Bhaskaranによる“Cross-Platform Server Clust
ering Using A Network Flow Switch”と題する同時係属中の出願第08/99
4,709号に記載されている。各フロースイッチ105および110は、以下
に示すものと同じ初期化シーケンスを用いて初期化される。
【0013】 図2は、フロースイッチ105および110によって使用される初期化手順を
示す。まず、段階200において、システムスタートアップ手順に接続する。フ
ロースイッチ105のスタートアップは、別のフロースイッチまたは他のネット
ワーキング機器の初期化の前に行っても、また同時に行ってもよい。段階205
において、フロースイッチ105が受動になる。フェイルオーバリンク115に
接続されたものを除き、スイッチ105のすべてのイーサネットポートが、Yケ
ーブルを駆動するトランシーバ装置(PHYと呼ばれる)をリセット状態に保つ
ことによって、ディセーブル状態に保たれる。
【0014】 段階210において、フロースイッチ105は、状態信号要求を送信して、別
のフロースイッチがすでに動作しているかどうかを決定する。段階215におい
て、フロースイッチ105が、所定の時間期間、状態信号をリッスンする。状態
信号が所定の時間期間中に受信されない場合、フロースイッチ105が能動にな
り、トラヒックの処理を開始する。あるいは、段階215中に状態信号を受信し
た場合、これは、別のフロースイッチ(たとえば、フロースイッチ110)の動
作を示し、段階220において、フロースイッチ105が受動になる。受動状態
中、フロースイッチ105は、すべてのイーサネットポートをディセーブル状態
に保ち続ける(フェイルオーバリンク115を除き)。イーサネットポートは、
受動フロースイッチ105が能動になるまで、ディセーブル状態に保たれる。段
階220において、フロースイッチ105が状態信号をリッスンする。状態信号
を所定の時間期間中に受信する場合、フロースイッチ105がステップ220に
ループし、別の状態信号を待ち続ける。段階225において状態信号が受信され
ない場合、段階230において、フロースイッチ105が、第2の所定の時間期
間中状態信号を待ち続ける。状態信号が、所定の時間期間中に受信される場合、
フロースイッチが段階220にループバックし、別の状態信号を待ち続ける。段
階225において状態信号が受信されない場合、フロースイッチ105は段階2
35に進み、ここで状態信号要求を送信する。段階240において、フロースイ
ッチ105が、状態信号をリッスンする。状態信号が、所定の時間期間中に受信
される場合、フロースイッチは段階220にループバックし、別の状態信号を待
ち続ける。段階240において、状態信号が受信されない場合、フロースイッチ
105は段階245に進み、ここでフロースイッチ105が能動になる。
【0015】 状態信号および状態信号要求は、フェイルオーバリンク115を介して送信さ
れる。フェイルオーバリンク115が動作不可能になると、状態信号および状態
信号要求は、バックアップフェイルオーバリンク120を介して送信される。
【0016】 上述した中継器に関連する問題により、電気的に受動的なコンポーネントを使
用して能動フロースイッチ105および受動スイッチ110の双方を外部ネット
ワーク機器、たとえばサーバ155〜170とルータ175および180とに接
続できることは、非常に有利である。電気的に受動的な要素は、高度に信頼性が
あり、非常に高いMTBF(平均故障間隔)を有し、電源を必要としない。
【0017】 本発明では、上述したように、サーバ155〜170とルータ175および1
80とは、能動フロースイッチ105が故障したときに、能動フロースイッチ1
05と受動(またはスペア)フロースイッチ110の間でスイッチングされるた
め、ネットワークの略永久的に固定されるものである。この構成は、図3に示さ
れる。フロースイッチ305および310の一方は、能動であり、永久的に取り
付けられたユニット(図3ではサーバ304)と通信する。フロースイッチ30
5および310は、Yケーブル315を介して互いに通信しない。
【0018】 いかなるときでもフロースイッチ305および310の一方のみをサーバ32
0に接続する必要があるため、図4および図5に示すような2つの回路が、イン
ピーダンスを整合するため、および受動フロースイッチ310または305から
の干渉が最小になるように保証するために使用される。図4に示す第1の回路は
、能動フロースイッチ305または310から永久的に接続された装置、たとえ
ばサーバ320への送信のために使用される。図5は、永久的に接続された装置
、たとえばサーバ320からフロースイッチ305または310への送信のため
に使用される第2の回路を示す。各Yケーブルは、永久的に取り付けられた装置
(たとえば、サーバ320)に、100BASE−Tケーブルを介して接続され
た4本の通信線405、410、505、510からなる。4本の通信線405
、410、505、510は、2本の撚対線を含む。したがって、Yケーブル3
15は、100BASE−Tケーブルを介してサーバ320に接続された2本の
撚対線からなり、1本の対線は送信のためにサーバ320によって使用され、1
本の対線は受信のために使用される。
【0019】 各通信線405、410、505、510は、通信線415〜430および5
15〜530のうちの2本にリンクされ、通信線415〜430および515〜
530は、次に、フロースイッチ305または310に接続される。したがって
、サーバ320により受信に使用される通信線405および410は、フロース
イッチ305から発せられる送信のために使用される通信線415および420
にリンクされる。通信線405および410は、第2のフロースイッチ310か
らの送信に使用される通信線425および430にもリンクされる。同様に、サ
ーバ320からの送信に使用される通信線505および510は、インバウンド
パケットを受信するために、フロースイッチ305によって使用される通信線5
15および520にリンクされる。通信線505および510は、インバウンド
パケットを受信するために、フロースイッチ310によって使用される線525
および530にもリンクされる。
【0020】 ネットワーキングシステムでは、ネットワークを通して送信される信号は、ア
ナログタイプのものであり、信号のレベルは通常低く、たとえば、数十ミリボル
トの範囲であるため、ケーブルインピーダンスを注意深く整合させなければなら
ない。さらに、100BASE−Tシグナリングは、主にポイントツーポイント
コネクションのために設計されている。したがって、インピーダンスの不整合は
いずれも、元の信号を歪ませうる、信号伝送の総反射(gross reflection)を生
じさせる。ネットワーキング機器の冗長性またはフェイルオーバの目的でケーブ
ルに追加ノードを追加すると、ケーブルインピーダンスが不均衡になりうる。図
4および図5に示す回路は、ケーブルインピーダンスの平衡を乱すことなく、複
数のフロースイッチ305および310を、単一のネットワークコンポーネント
、たとえばサーバ320に接続できるようにする。
【0021】 図4に示す変圧器400は、フロースイッチ305および310からサーバ3
20への送信のために使用される。変圧器400は、コア450、2つの主コイ
ル435および440、および補助コイル445を備える。フロースイッチ30
5および310の送信線415〜430は、主コイル435および440の一方
に接続される。具体的に、フロースイッチ305からの送信線415および42
0は、主コイル435に接続され、フロースイッチ310からの送信線425お
よび430は、主コイル440に接続される。補助コイル445の2本の線は、
ネットワーク装置(この例ではサーバ320)の受信線405および410に接
続される。巻数比N:1は、補助コイル445の巻き数に対する各主コイル43
5および440の巻き数を定義する。フロースイッチ305が能動であり、デー
タを送信中であるとき、フロースイッチ310の受動送信ポートは、送信中(す
なわち能動)のフロースイッチ305に対する負荷として機能する。巻数比N:
1は、能動フロースイッチ305が、変圧器400において特定のインピーダン
ス、たとえば100オームのみを見るように、調整することができる。フロース
イッチ310が能動であり、データを送信中であるとき、フロースイッチ305
の受動送信ポートは、送信中(すなわち能動)のフロースイッチ310に対する
負荷として機能する。フロースイッチ305および310が略同一である場合、
巻数比N:1の前者の調整の結果、能動フロースイッチ310が、変圧器400
において特定のインピーダンス、たとえば100オームを見る結果になる。
【0022】 たとえば、フロースイッチ305が能動であり、サーバ320に送信中である
とき、サーバ320および(受動)フロースイッチ310は、変圧器400に対
する負荷として機能する。変圧器400の送信線402および403において、
フロースイッチ305によって見られるインピーダンスは、サーバ320および
フロースイッチ310のインピーダンスの和を、コイル440および445の巻
き数の総計に対するコイル435の巻き数の比の二乗で乗算したものに等しい。
したがって、コイル435〜445の巻き数を調整することによって、変圧器4
00におけるフロースイッチ310によって見られるインピーダンスを、サーバ
320のインピーダンスに等しくすることが可能である。この実施形態でのよう
に、フロースイッチが同一である場合、フロースイッチ305のインピーダンス
は、フロースイッチ310のインピーダンスに等しい。したがって、コイル43
5の巻き数は、フロースイッチ305が送信中であるときに変圧器400におい
て見られるインピーダンスが、フロースイッチ310が送信中であるときに変圧
器400において見られるインピーダンスに等しいように、コイル440の巻き
数に等しくあるべきである。
【0023】 図5は、サーバ320から送信されるパケットを受信するために、フロースイ
ッチ305または310によって使用される回路500を示す。回路500は、
個々の特定の電気抵抗値、たとえば50オームを有する4つの抵抗器535〜5
50を備える。フロースイッチ305および310の各受信線515〜530は
、抵抗器535〜550のうちの1つに接続される。すなわち、受信線515は
抵抗器535に接続され、受信線520は抵抗器540に接続され、受信線52
5は抵抗器545に接続され、受信線530は抵抗器550に接続される。抵抗
器535〜550の残りの端子は、サーバ320の送信線に接続される。すなわ
ち、抵抗器535および545は、サーバ320の送信線505に接続される。
抵抗器540および550は、サーバ320の送信線510に接続される。サー
バ320がフロースイッチ305に送信中であるとき、抵抗器535〜550は
、受信線520および530が受信線515および525それぞれに接続されて
いる場合、インピーダンス降下を無にする、平衡のとれたインピーダンス、たと
えば50オームとして機能する。回路400および500は、3dbすなわち5
0パーセントの理論上の挿入損をもたらすが、信号歪みはもたらさない。
【0024】 たとえば、フロースイッチ305および310がそれぞれ100オームのイン
ピーダンスを有する場合、抵抗器535〜550はそれぞれ、50オームのイン
ピーダンス値を有しうる。サーバ320が送信中である場合、サーバ320は、
フロースイッチ305および310を並列に見るが、各フロースイッチ305お
よび310は2つの抵抗器535〜550とは直列である。抵抗器535〜55
0は、フロースイッチ305および310が略同一である場合、同一であること
ができる。したがって、サーバ320が線500および501において見るイン
ピーダンスは、1つのフロースイッチ305または310と2つの抵抗器535
〜550を備える直列回路のインピーダンスの半分に等しい。サーバ320が線
500および501で見るインピーダンスは、各抵抗器535〜550のインピ
ーダンスが、1つのフロースイッチ305または310のインピーダンスの半分
である場合、1つのフロースイッチ305または310のインピーダンスに等し
い。サーバ320からの送信パワーの半分は、抵抗器535〜550において失
われる。
【0025】 100BASE−Tシグナリングメカニズムにとの別の潜在的な相違は、受動
フロースイッチ310が100BASE−Tケーブルに接続され、受動フロース
イッチ310がアイドルシンボルを送信することであり、アイドル信号は、能動
フロースイッチ305からの信号に干渉しうる。この問題は、受動フロースイッ
チ310が能動になるまで、受動フロースイッチ310のPHY(100BAS
E−T信号についての物理的なトランシーバ)をリセット状態に保つことによっ
てなくなる。
【0026】 能動フロースイッチ105および受動フロースイッチ110は、フェイルオー
バリンク115を介して通信し、情報および状態信号を交換する。フロースイッ
チ105および110は、追加のレイヤ3ヘッダを有するイーサネットフレーム
を含むプロトコルを利用する。フロースイッチ105と110の間で交換される
メッセージは、上述した2つのタイプ、すなわち状態信号(ハートビート)また
は状態信号要求(ハートビート要求)のうちの一方であることができる。状態信
号は、能動フロースイッチ105が正しく機能しており、したがって受動フロー
スイッチ110が受動状態に留まるべきであることを受動フロースイッチ110
に示すために、能動フロースイッチ105によって送信される。状態信号要求は
、能動フロースイッチ105が、状態信号を送信することによって直ちに応答す
るように要求するために、受動フロースイッチ110によって能動フロースイッ
チ105に送信される。受動フロースイッチ110は、2つの連続した状態信号
を受信していないと考えられた後、すなわち、受動フロースイッチ110が状態
信号を受信してから、2つの所定の時間期間が経過した後に、状態信号要求を送
信する。状態信号要求は、図2に示すフロースイッチ初期化シーケンスの一貫と
しても送信される。
【0027】 図6は、フロースイッチ600と605の間での一連の信号交換の例を示す。
フロースイッチ600は、図の左側に示されており、フロースイッチ605は、
図の右側に示されている。状態バー610は、フロースイッチ600の状態を示
し、状態バー615および620は、フロースイッチ605の状態を示す。矢印
625〜640は、2つのフロースイッチ600および605の一方からの状態
信号または状態信号要求を含む離散した通信を示す。したがって、右を指す矢印
625および640は、フロースイッチ600によって送信されるメッセージを
示し、左を指す矢印630および635は、フロースイッチ605によって送信
されるメッセージを示す。シーケンスの時間順は、上から下に進行する。したが
って、一番上の矢印625は、例での最初の送信を示し、一番下の矢印635は
、例での最後の送信を示す。等間隔に離間されたマーク645は、所定の時間間
隔を示す。
【0028】 図6に示す最先時間において、状態バー610は、フロースイッチ600が能
動状態にあることを示す。3本の矢印625は、能動フロースイッチ600から
送信された3つの状態信号を示す。受動フロースイッチは、これらの送信のいず
れも受信しない。多角形650は、フロースイッチ605の初期化を示す。フロ
ースイッチ605は、初期化されると、自身を受動状態に構成し、状態信号要求
630を送信する。状態信号要求630は、フロースイッチ600によって受信
され、フロースイッチ600が、状態信号625を直ちに送信する。フロースイ
ッチ605は、状態信号625を受信する。フロースイッチ600は、周期的な
間隔で状態信号625を送信し続ける。多角形655は、状態信号640が失わ
れ、フロースイッチ605によって受信されないことを示す。信号状態信号64
0の損失は、フロースイッチ600および605の動作を妨げない。フロースイ
ッチ605は、受動状態を維持し、状態信号625の受信を待つ。しかし、2つ
の連続した状態信号640が失われ、フロースイッチ605によって受信されな
い場合、フロースイッチ605は、状態信号要求630を送信する。フロースイ
ッチ600は、状態信号要求630を受信し、状態信号625をフロースイッチ
605に直ちに戻す。多角形660は、能動フロースイッチ600の故障を示す
。フロースイッチ605の故障は、電気的、ハードウェア、またはソフトウェア
の問題を含み、フロースイッチ600に状態信号625の送信を停止させる。マ
ーク645で示す2つの連続した期間の後(この間、フロースイッチ605は状
態信号625を受信しない)、フロースイッチ605は、状態信号要求630を
送信する。次の時間間隔中、フロースイッチ605は、状態信号625を受信し
ない。このとき、フロースイッチ605が能動になり、フロースイッチ605の
すべてのイーサネットポートをイネーブルする。状態バー620は、能動状態の
フロースイッチ605を示す。能動動作中、フロースイッチ605は、状態信号
635を送信する。
【0029】 図7Aは、フェイルオーバリンク115またはバックアップフェイルオーバリ
ンク120を介してフロースイッチ105と110の間で送信されるフェイルオ
ーバメッセージのフォーマットを示す。固定値は、[xx]の形態で示される。 ソースMACアドレスフィールドは、フロースイッチ105または110のシ
ステム(フェイルオーバ)MACアドレスを保持する。 サービスフィールド値は、メッセージが、(Yケーブルを使用して)能動−受
動モードで動作しているフロースイッチ105または110からのものであるこ
とを示す。 状態フィールドは、フロースイッチ105または110の現在の動作状態(受
動=1、能動=2)を示す。 演算コードフィールドは、フェイルオーバメッセージの種別を示す(状態信号
=1、状態信号要求=2)。 メッセージ長フィールドは、フェイルオーバメッセージの本文の長さ(バイト
単位で)を示す。
【0030】 図7Bは、状態信号および状態信号要求の双方に使用される、フェイルオーバ
メッセージ本文のフォーマットを示す。固定値は、[xx]の形態で示される。 システムMACアドレスフィールドは、フロースイッチ100または101の
システム(フェイルオーバ)MACアドレスを保持する。 フェイルオーバ優先度は、フロースイッチフェイルオーバ優先度(高=1、低
=2)のユーザが構成した値を示す。 シリアルナンバーは、フロースイッチ100または101の工場で割り当てら
れるシリアルナンバーである。 システムIPアドレスは、ユーザが割り当てるフロースイッチシステムIPア
ドレスである。
【0031】 フロースイッチ105および110は、状態マシンの機能を提供して、フェイ
ルオーバ機能性の提供に必要な処理を実行する。図8は、フロースイッチフェイ
ルオーバ状態マシンの概観を示す。能動および受動フロースイッチ105および
110は、同じソフトウェア、したがって同じ能動−受動状態マシンを実行する
。フロースイッチ105および110は、構成のみが異なる。
【0032】 図8は、フロースイッチ105および110についての5つの可能な構成状態
を示す。スタートアップ時には、フロースイッチ105または110が、図9に
おいてINITとラベルされる初期化状態になる。この状態には、システム停止
後にもなる。初期化状態では、フロースイッチ105が、状態信号要求を送信す
る。所定の時間期間後に、タイマ時間切れが発生する。フロースイッチ105が
、時間切れ前に状態信号応答を受信しない場合、フロースイッチ105が、能動
状態になる。フロースイッチ105が、時間切れ前に状態信号を受信する場合、
フロースイッチ105が受動状態になる。フロースイッチ105は、フロースイ
ッチ105が送信した状態信号要求よりも優先度の高い状態信号要求を受信する
場合にも、受動状態になることになる。フロースイッチ105が、フロースイッ
チ105が送信した状態信号要求よりも優先度の低い状態信号要求を受信する場
合、フロースイッチ105は、保留能動状態になる。
【0033】 保留能動状態では、フロースイッチ105が、所定の時間期間で状態信号を送
信する。状態信号および状態信号要求の双方が受信されず、バックフェイルオー
バリンク120が動作可能状態である場合、フロースイッチ105が能動状態に
なる。状態信号が受信される場合、フロースイッチ105は、初期化状態に戻る
。最後に、フロースイッチ105が保留能動状態にある間にモード不整合が発生
する場合、フロースイッチ105がシステム停止を実行する。
【0034】 フロースイッチ105は、受動状態にある場合、フェイルオーバリンク115
を介して状態信号および状態信号要求を監視し続ける。状態信号要求損失の限度
、この実施形態では2に達すると、フロースイッチ105が警告状態になる。フ
ロースイッチ105が受動状態にある間に、モード不整合が発生する場合、フロ
ースイッチ105がシステム停止を実行する。
【0035】 フロースイッチ105は、警告状態にある場合、状態信号および状態信号要求
を監視し続ける。時間切れが発生し、バックアップフェイルオーバリンク120
が動作可能である場合、フロースイッチ105が、受動状態になる。フロースイ
ッチ105は、状態信号を受信しない場合にも受動状態になる。フロースイッチ
105が警告状態にある間に、状態信号要求が受信される場合、フロースイッチ
105が、能動状態になる。フロースイッチ105が警告状態にあり、バックア
ップフェイルオーバリンク120が動作可能ではない間に時間切れが発生する場
合、フロースイッチ105が能動状態になる。フロースイッチ105が警告状態
にある間にモード不整合が発生する場合、スイッチ105がシステム停止を実行
する。
【0036】 フロースイッチ105は、能動状態にある場合、パケット交換を実行する。フ
ロースイッチ105は、状態信号および状態信号要求を監視し続ける。時間切れ
が発生する、または状態信号要求を受信した場合、フロースイッチ105は、状
態信号を送信する。フロースイッチ105は、能動状態にある間に状態信号を受
信する場合、システムリブートを実行する。フロースイッチ105が能動状態に
ある間にモード不整合が発生する場合、フロースイッチ105は、システム停止
を実行する。
【0037】 表1は、図8のフロースイッチフェイルオーバ状態マシンの状態を説明したも
のである。
【0038】
【表1】
【0039】 表2は、図8のフェイルオーバ状態マシンによって処理されるイベントを説明
したものである。
【0040】
【表2】
【0041】 表3は、フェイルオーバ処理を実行するために、本発明によって使用される内
部状態マシンを示す。
【0042】
【表3】
【0043】 上記実施形態は、本発明を例示するが制限しない。特に、本発明は、2つのネ
ットワークフロースイッチを収容するネットワークフロースイッチングシステム
に制限されない。実際に、当業者は、本発明の原理は、任意の数のネットワーク
フロースイッチに適用可能なことを認識する。さらに、本発明は、任意特定のハ
ードウェア実施に限定されない。実際に、本明細書に記載した以外の回路を、本
発明の原理に従って使用しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態によるネットワークフロースイッチングシステムのブロック
図である。
【図2】 本発明の実施形態によるフロースイッチ初期化手順の流れ図である。
【図3】 図1の複数のYケーブルのうちの1本のブロック図である。
【図4】 図3のYケーブルの送信部分を示す。
【図5】 図3のYケーブルの受信部分を示す。
【図6】 本発明の実施形態による、故障プロトコルシーケンスを示す図である。
【図7A】 本発明の実施形態によるフェイルオーバメッセージのブロック図である。
【図7B】 本発明の実施形態による故障メッセージのブロック図である。
【図8】 本発明の実施形態による、フロースイッチフェイルオーバ動作の流れ図を示す
【手続補正書】
【提出日】平成14年11月21日(2002.11.21)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
【実施例の説明】 本発明によるネットワークフロースイッチングシステムでは、ネットワークフ
ロースイッチの単一障害発生点が、能動−受動故障動作モードを実施することに
よってなくなる。本発明の能動−受動フェイルオーバモードでは、2つのネット
ワークフロースイッチが構成される。図1は、ネットワークフロースイッチング
システム100の構成を示す。ネットワークフロースイッチ105および110
が示される。実施形態によっては、フロースイッチ105および110が略同一
であるものもあるが、フロースイッチ105および110が同一ではない他の実
施形態も可能である。まず、ネットワークフロースイッチ105が、能動状態に
構成され、フロースイッチ110が受動状態に構成される。双方のフロースイッ
チは、複数のイーサネットポートを備える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA ,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ジャスワ,ヴィジェイ アメリカ合衆国 95070 カリフォルニア, サラトガ,ヴァレ ヴィスタ ドライヴ 19251 (72)発明者 カールカット,アクバル アメリカ合衆国 95051 カリフォルニア, サンタ クララ,ベネット アヴェニュー 3352 Fターム(参考) 5K030 GA12 HA08 HD03 JA11 LB06

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のサーバと複数のネットワーク装置の間でパケットをル
    ーティングするネットワークフロースイッチングシステムであって、 それぞれ前記サーバの1つあるいは前記ネットワーク装置の1つに接続された
    複数本のYケーブルと、 前記複数本のYケーブルに接続された第1のフロースイッチと、 前記複数本のYケーブルおよび前記第1のスイッチに接続された第2のフロー
    スイッチと、を備え、 前記第1のフロースイッチが能動である場合、パケットが、前記第1のフロー
    スイッチを介して前記サーバと前記ネットワークの間でルーティングされ、前記
    第1のフロースイッチが受動である場合、前記パケットが、前記第2のフロース
    イッチを介して前記サーバと前記ネットワーク装置の間でルーティングされる、
    システム。
  2. 【請求項2】 前記第2のフロースイッチは、前記第1のフロースイッチと
    同一である、請求項1記載のシステム。
  3. 【請求項3】 前記Yケーブルは、電気的に受動的な要素のみを含む、請求
    項1記載のシステム。
  4. 【請求項4】 前記Yケーブルの一端におけるインピーダンスは、前記第1
    および前記第2のフロースイッチの一方のみが能動である場合、各送信方向で前
    記Yケーブルの他端におけるインピーダンスと整合する、請求項3記載のシステ
    ム。
  5. 【請求項5】 前記第2のフロースイッチが受動である場合、前記第2のフ
    ロースイッチのトランシーバユニットはリセット状態に保たれる、請求項1記載
    のシステム。
  6. 【請求項6】 前記第1のフロースイッチは、状態信号を前記第2のフロー
    スイッチに周期的に送信し、前記状態信号は、前記第1のフロースイッチの動作
    状態を示す、請求項1記載のシステム。
  7. 【請求項7】 前記第2のフロースイッチは、状態信号を所定の時間期間内
    に前記第1のフロースイッチから受信しない場合、要求信号を前記第1のスイッ
    チに送信する、請求項6記載のシステム。
  8. 【請求項8】 前記第2のフロースイッチは、前記第1のフロースイッチか
    ら状態信号を前記要求信号送信後所定の時間期間内に受信しない場合、能動にな
    る、請求項7記載のシステム。
  9. 【請求項9】 前記第1のフロースイッチおよび前記第2のフロースイッチ
    は、初期化される、請求項1記載のシステム。
  10. 【請求項10】 前記第1のフロースイッチの前記初期化は、 前記要求信号を送信するステップと、 前記第1のスイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信しない場合、
    前記第1のフロースイッチを前記能動状態に構成するステップと、 前記第1のフロースイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信しない
    場合、前記第1のフロースイッチを前記受動状態に構成するステップと、 前記第1のフロースイッチが、高優先度要求信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第1のフロースイッチを前記受動状態に構成するステップと、 前記第1のフロースイッチが、低優先度状態信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第1のフロースイッチを保留能動状態に構成するステップと、 を含む、請求項9記載のシステム。
  11. 【請求項11】 前記第2のフロースイッチの前記初期化は、 前記要求信号を送信するステップと、 前記第2のフロースイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信しない
    場合、前記第2のフロースイッチを前記能動状態に構成するステップと、 前記第2のフロースイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信する場
    合、前記第2のフロースイッチを前記受動状態に構成するステップと、 前記第2のフロースイッチが、高優先度要求信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第2のフロースイッチを前記受動状態に構成するステップと、 前記第2のフロースイッチが、低優先度状態信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第2のフロースイッチを保留能動状態に構成するステップと、 を含む、請求項9記載のシステム。
  12. 【請求項12】 前記複数のネットワーク装置は、1つまたは複数のルータ
    を備える、請求項1記載のシステム。
  13. 【請求項13】 前記複数のネットワーク装置は、1つまたは複数のスイッ
    チを備える、請求項1記載のシステム。
  14. 【請求項14】 複数のサーバと複数のネットワーク装置の間でパケットを
    ルーティングする方法であって、 複数本のYケーブルを介して前記パケットを前記サーバと前記ネットワーク装
    置の間でルーティングするステップであって、前記Yケーブルはそれぞれ、前記
    サーバの1つあるいは前記ネットワーク装置の1つを前記第1のフロースイッチ
    および前記第2のフロースイッチに接続する、ステップと、 前記第1のフロースイッチが能動である場合、第1のフロースイッチを介して
    パケットを前記サーバと前記ネットワーク装置の間でルーティングするステップ
    と、 前記第1のフロースイッチが受動である場合、前記第2のフロースイッチを介
    してパケットを前記サーバと前記ネットワーク装置の間でルーティングするステ
    ップと、 を含む、方法。
  15. 【請求項15】 前記第2のフロースイッチが受動である場合、前記第2の
    フロースイッチのトランシーバユニットはリセット状態に保たれる、請求項14
    記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記第1のフロースイッチは、状態信号を前記第2のフロ
    ースイッチに周期的に送信し、前記状態信号は、前記第1のフロースイッチの動
    作状態を示す、請求項14記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記第2のフロースイッチは、前記第1のフロースイッチ
    から状態信号を所定の時間期間内に受信しない場合、要求信号を前記第1のスイ
    ッチに送信する、請求項14記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記第2のフロースイッチは、前記第1のフロースイッチ
    から状態信号を前記要求信号送信後所定の時間期間内に受信しない場合、能動に
    なる、請求項14記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記第1のフロースイッチおよび前記第2のフロースイッ
    チは、初期化される、請求項14記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記第1のフロースイッチの前記初期化は、 前記要求信号を送信するステップと、 前記第1のスイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信しない場合、
    前記第1のフロースイッチを前記能動状態に構成するステップと、 前記第1のフロースイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信しない
    場合、前記第1のフロースイッチを前記受動状態に構成するステップと、 前記第1のフロースイッチが、高優先度要求信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第1のフロースイッチを前記受動状態に構成するステップと、 前記第1のフロースイッチが、低優先度状態信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第1のフロースイッチを保留能動状態に構成するステップと、 を含む、請求項19記載の方法。
  21. 【請求項21】 前記第2のフロースイッチの前記初期化は、 前記要求信号を送信するステップと、 前記第2のフロースイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信しない
    場合、前記第2のフロースイッチを前記能動状態に構成するステップと、 前記第2のフロースイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信する場
    合、前記第2のフロースイッチを前記受動状態に構成するステップと、 前記第2のフロースイッチが、高優先度要求信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第2のフロースイッチを前記受動状態に構成するステップと、 前記第2のフロースイッチが、低優先度状態信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第2のフロースイッチを保留能動状態に構成するステップと、 を含む、請求項19記載の方法。
  22. 【請求項22】 前記複数のネットワーク装置は、1つまたは複数のルータ
    を備える、請求項14記載の方法。
  23. 【請求項23】 前記複数のネットワーク装置は、1つまたは複数のスイッ
    チを備える、請求項14記載の方法。
  24. 【請求項24】 複数本のYケーブルを介してパケットを複数のサーバと複
    数のネットワーク装置の間でルーティングするコンピュータ命令であって、前記
    Yケーブルはそれぞれ、前記サーバの1つあるいは前記ネットワーク装置の1つ
    を前記第1のフロースイッチおよび前記第2のフロースイッチに接続するコンピ
    ュータ命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体において、 前記第1のフロースイッチが能動である場合、前記第1のフロースイッチが、
    パケットを前記サーバと前記ネットワーク装置の間でルーティングし、前記第1
    のフロースイッチが受動である場合、前記第2のフロースイッチが、パケットを
    前記サーバと前記ネットワーク装置の間でルーティングする、コンピュータ読み
    取り可能記憶媒体。
  25. 【請求項25】 前記第2のフロースイッチが受動である場合、前記第2の
    フロースイッチのトランシーバユニットはリセット状態に保たれる、請求項24
    記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
  26. 【請求項26】 前記第1のフロースイッチは、状態信号を前記第2のフロ
    ースイッチに周期的に送信し、前記状態信号は、前記第1のフロースイッチの動
    作状態を示す、請求項24記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
  27. 【請求項27】 前記第2のフロースイッチは、状態信号を所定の時間期間
    内に前記第1のフロースイッチから受信しない場合、要求信号を前記第1のスイ
    ッチに送信する、請求項24記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
  28. 【請求項28】 前記第2のフロースイッチは、第2フロースイッチが状態
    信号を前記第1のフロースイッチから前記要求信号送信後所定の時間期間内に受
    信しない場合、能動になる、請求項24記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒
    体。
  29. 【請求項29】 前記第1のフロースイッチおよび前記第2のフロースイッ
    チを初期化するコンピュータ命令をさらに含む、請求項24記載のコンピュータ
    読み取り可能記憶媒体。
  30. 【請求項30】 前記第1のフロースイッチおよび前記第2のフロースイッ
    チは、 前記要求信号を送信し、 前記第1のスイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信しない場合、
    前記第1のフロースイッチを前記能動状態に構成し、 前記第1のフロースイッチが、前記状態信号を所定の時間期間内に受信しない
    場合、前記第1のフロースイッチを前記受動状態に構成し、 前記第1のフロースイッチが、高優先度要求信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第1のフロースイッチを前記受動状態に構成し、 前記第1のフロースイッチが、低優先度状態信号を所定の時間期間内に受信す
    る場合、前記第1のフロースイッチを保留能動状態に構成すること、 によって初期化される、請求項29記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
  31. 【請求項31】 前記複数のネットワーク装置は、1つまたは複数のルータ
    を備える、請求項24記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
  32. 【請求項32】 前記複数のネットワーク装置は、1つまたは複数のスイッ
    チを備える、請求項24記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
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